雷射掃描單元和具有該雷射掃描單元的成像裝置的製作方法
2023-05-18 14:45:41 1
專利名稱：雷射掃描單元和具有該雷射掃描單元的成像裝置的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種用在成像裝置(例如，印表機或複印機)中的雷射掃描單元。更具體地，本發明涉及一種雷射掃描單元(在下文中稱為「LSU」)以及具有該雷射掃描單元的成像裝置，該雷射掃描單元具有用於在多個感光體(例如，感光鼓)的表面上同時掃描雷射束以在感光體上形成圖像的多個光束源。
背景技術：
通常，串聯彩色成像裝置包括具有多個顯影裝置的成像單元、具有多個並行設置的光學系統的LSU、以及多個感光體，成像單元在該多個感光體的表面上形成彼此顏色不同的顯影劑圖像。
與通過使一個感光體旋轉多次來形成彩色圖像的普通彩色成像裝置相比，串聯彩色成像裝置通過使多個感光體僅旋轉一次來形成彩色圖像。因此，存在可以快速獲得所期望的彩色圖像的優點。因此，目前普遍地使用串聯彩色成像裝置。
圖1表示傳統的串聯彩色成像裝置1。串聯彩色成像裝置1包括LSU 8和四個鼓形的感光體1C、1M、1Y和1BK。
LSU 8具有平行設置成兩行的第一掃描光學系統9和第二掃描光學系統30，用於在各個感光體1C、1M、1Y和1BK的表面上掃描雷射束。第一掃描光學系統9和第二掃描光學系統30整體地容納在光學盒(optical case)17中。
如圖2A和2B所示，第一掃描光學系統9和第二掃描光學系統30在主掃描方向上在光學盒17的兩端連接到連接部件19。直通空間11設置在連接部件19之間的中心部分。直通空間11形成為，通過防止因掃描時溫度升高而產生的第一掃描光學系統9和第二掃描光學系統30的元件的結構變形，使得第一掃描光學系統9和第二掃描光學系統30的光學性能維持在初始狀態。光學盒17的四個邊緣部分分別用四個固定裝置18固定。
在每個第一掃描光學系統9和第二掃描光學系統30中，從半導體雷射器11a和11b發射的雷射束在基於圖像信息被光學調製後，分別被多面鏡(polygonal mirror)12沿不同方向掃描。多面鏡12具有四個反射表面，並在電機16的作用下旋轉。多面鏡12和電機16形成光學偏轉器。
由多面鏡12掃描的每束雷射束B1和B2透過一片第一掃描透鏡13a或13b，並被反射鏡14a或14b改變方向。接下來，每束雷射束B1和B2透過兩片第二掃描透鏡或F-θ透鏡15a或15b，然後在每個感光體1C、1M、1Y或1BK的表面上形成圖像。
以這種方式構造的傳統串聯彩色成像裝置1具有這樣的結構，其中LSU8使用兩個多面鏡12，並在每個多面鏡12上掃描兩束雷射束，從而減少多面鏡12的數量。
但是，串聯彩色成像裝置1具有這樣的缺點，第一掃描光學系統9和第二掃描光學系統30在主掃描方向上在光學盒17兩端連接到連接部件19，直通空間11設置在連接部件19之間的中心部分。因此，LSU 8的寬度變得更寬，感光體1C、1M、1Y和1BK與第一掃描光學系統9和第二掃描光學系統30之間的距離變得更遠。因此，LSU 8的尺寸變得更大，從而不能實現緊湊的串聯彩色成像裝置1。
此外，因為串聯彩色成像裝置1具有這樣的結構，即，使用用於改變第一掃描透鏡13a和13b與第二掃描透鏡15a和15b之間的光路的反射鏡14a和14b，形成圖像的性能取決於表面精度。因此，當使用具有極佳表面精度的反射鏡14a和14b來增加表面精度時，存在製造成本增加的缺點。
此外，在串聯彩色成像裝置1中，因為第一掃描光學系統9和第二掃描光學系統30使用均具有四個反射表面的多面鏡12，因此即使提高多面鏡的旋轉速度以提高掃描速度，掃描速度的提高也是有限的。
因此，需要一種具有改進的雷射掃描單元的成像裝置，其使圖像質量的下降最小化，同時減小雷射掃描單元的尺寸。
發明內容
因此，本發明的一方面是提供一種雷射掃描單元以及具有該雷射掃描單元的成像裝置，該雷射掃描單元通過分別將第一和第二掃描光學系統的第一和第二光學偏轉器設置在彼此不同的平面上，從而能夠減小LSU的寬度和尺寸。
本發明的另一方面是提供一種雷射掃描單元以及具有該雷射掃描單元的成像裝置，該雷射掃描單元通過分別將第一和第二掃描光學系統的反射鏡設置在掃描透鏡與感光體之間，從而能夠使因反射鏡的表面精度而引起的圖像質量下降最小化。
本發明的又一方面是提供一種雷射掃描單元和具有該雷射掃描單元的成像裝置，通過使從第一和第二掃描光學系統的光束源入射到第一和第二光學偏轉器的雷射束的角度和光束源的安裝角度滿足預定的條件，能夠簡化該雷射掃描單元的結構並提高生產率。
雷射掃描單元包括第一光學系統，第一光學系統具有多個光束源以及第一光學偏轉器，第一光學偏轉器用於沿不同方向分別偏轉從光束源發射的光束。多個掃描透鏡校正從第一光學偏轉器偏轉的光束的誤差，多個反射鏡用於分別將透過掃描透鏡的光束反射到多個待掃描表面。第二光學系統具有多個光束源以及第二光學偏轉器，第二光學偏轉器用於沿不同方向分別偏轉從光束源發射的光束。多個掃描透鏡校正從第二光學偏轉器偏轉的光束的誤差。多個反射鏡分別將透過掃描透鏡的光束反射到多個待掃描表面。至少第一和第二光學系統的第一和第二光學偏轉器分別設置在彼此不同的平面上。
根據本發明的示例性實施，光束從第一和第二光學系統發射，多個待掃描表面中三個相鄰的待掃描表面的中心之間的間隔(2×P)設定為大於從第一與第二光學系統之一到待掃描表面的距離(L)和第一與第二光學偏轉器的中心之間的間隔(C)中至少一個。第一和第二光學系統中至少之一可以包括至少一個用於改變光路的光路改變反射鏡，使得待掃描表面的中心之間的間隔(P)基本上彼此相同。
根據本發明的示例性實施，第一光學偏轉器沿不同方向基本同時偏轉從所述多個相應的光束源發射的每一光束，使得從所述多個相應的光束源發射的光束到第一光學偏轉器的入射角之間的角度(A)變為第一光學偏轉器的一個分開反射表面(one divided reflection surface)的角度的大約兩倍。優選地，第二光學偏轉器沿不同方向基本同時偏轉從所述多個相應的光束源發射的每一光束，使得從所述多個相應的光束源發射的光束到第二光學偏轉器的入射角之間的角度(A)變為第二光學偏轉器的一個分開反射表面的角度的大約兩倍。至少一個入射校正鏡可設置在第一和第二光學系統的多個光束源中每一光束源與第一和第二光學偏轉器之間。
根據本發明的示例性實施，第一和第二光學系統的多個光束源設置成，使得多個光束源的掃描方向的設置角度基本上相互平行。
根據本發明的示例性實施，第一和第二光學系統的多個光束源中每個光束源具有至少一個光束髮射點。
第一和第二光學系統的多個掃描透鏡中每個都具有一片塑料非對稱球面透鏡。
根據本發明的另一示例性實施例，成像裝置包括多個感光體，在每個感光體上形成靜電潛像。雷射掃描單元具有第一光學系統，該第一光學系統包括多個光束源以及用於沿不同方向分別偏轉從光束源發射的光束的第一光學偏轉器。多個掃描透鏡校正從第一光學偏轉器偏轉的光束的誤差。多個反射鏡分別將透過掃描透鏡的光束反射到多個感光體中的第一組感光體上。第二光學系統包括多個光束源以及用於沿不同方向分別偏轉從光束源發射的光束的第二光學偏轉器。多個掃描透鏡校正從第二光學偏轉器偏轉的光束的誤差。多個反射鏡分別將透過掃描透鏡的光束反射到多個感光體中的第二組感光體上。至少第一和第二光學系統的第一和第二光學偏轉器分別設置在彼此不同的平面上。
根據本發明的示例性實施，所述多個感光體中三個相鄰的感光體的中心之間的間隔(2×P)設定為大於從第一與第二光學系統之一到感光體的距離(L)和第一與第二光學偏轉器的中心之間的間隔(C)中至少一個。第一和第二光學系統中至少之一可以具有至少一個用於改變光路的光路改變反射鏡，使得待掃描表面的中心之間的間隔(P)基本上彼此相同。
根據本發明的示例性實施，第一光學偏轉器沿不同方向基本同時偏轉從多個相應的光束源發射的每一光束，使得從多個相應的光束源發射的光束到第一光學偏轉器的入射角之間的角度(A)變為第一光學偏轉器的一個分開反射表面的角度的大約兩倍。優選地，第二光學偏轉器沿不同方向基本同時偏轉從多個相應的光束源發射的每一光束，使得從多個相應的光束源發射的光束到第二光學偏轉器的入射角之間的角度(A)變為第二光學偏轉器的一個分開反射表面的角度的大約兩倍。至少一個入射校正鏡可設置在第一和第二光學系統的多個光束源中每一光束源與第一和第二光學偏轉器之間。
根據本發明的示例性實施，第一和第二光學系統的多個光束源設置成，使得多個光束源的掃描方向的設置角度基本上相互平行。
根據本發明的示例性實施，第一和第二光學系統的多個光束源中每一光束源具有至少一個光束髮射點。
根據本發明的示例性實施，第一和第二光學系統的多個掃描透鏡中每個掃描透鏡可具有一片塑料非對稱球面透鏡。
對於本領域的技術人員來講，本發明的其它目的、優點和顯著的特點將從下面結合附圖公開本發明示例性實施例的詳細描述中變得明顯。
通過參照附圖詳細描述本發明的示例性實施例，本發明的上述方面和其它特點將變得更加明顯，附圖中圖1是表示傳統串聯彩色成像裝置的示意圖；圖2A和2B是表示圖1的傳統成像裝置的雷射掃描單元的平面圖和截面圖；圖3是根據本發明示例性實施例的串聯彩色成像裝置的示意圖；圖4A和4B是圖3的成像裝置的雷射掃描單元的側視圖和俯視圖。
在所有附圖中，相同的附圖標記將理解為是指相同的元件、部件和結構。
具體實施例方式
下面參照附圖詳細描述本發明的示例性實施例。
說明書中限定的內容，例如具體的結構和元件，旨在幫助全面地理解本發明。因此，很顯然本發明可以在沒有這些限定內容的條件下實施。此外，省略了公知的功能或結構，以提供清晰且簡明的描述。
圖3是根據本發明示例性實施例的具有雷射掃描單元的成像裝置的示意圖。
根據本發明示例性實施例的成像裝置是串聯彩色電子照相印表機100，其通過在內部處理從計算機(未示出)、掃描儀(未示出)等傳輸來的圖像信息來列印。
如圖3所示，本發明示例性實施例的串聯電子照相印表機100包括供紙單元110、成像單元120、轉印單元140、紙導向單元160、定影單元180、排紙單元190和清潔單元195。
供紙單元110供給諸如紙張的圖像接收介質(S)，並具有供紙盒111、拾取輥112、對齊輥(register roller)114和傳送輥116。供紙盒111附接在裝置主體101的下部。堆疊在供紙盒111中的圖像接收介質(S)由拾取輥112一張接一張地拾取，然後傳送到對齊輥114和傳送輥116。
成像單元120設置在供紙單元110的上部，並形成呈現預定顏色(即分別為青色(C)、品紅色(M)、黃色(Y)和黑色(BK))的顯影劑圖像。
成像單元120具有第一、第二、第三和第四感光體121C、121M、121Y和121BK。第一、第二、第三和第四感光體121C、121M、121Y和121BK面向轉印單元140的隨動(following)圖像轉印帶141平行布置。第一、第二、第三和第四感光體121C、121M、121Y和121BK是OPC鼓(有機光電導鼓)，每個OPC鼓具有塗敷在鋁圓筒的圓周面上的有機光電導層，並受到支撐，使得圓筒的兩端可以通過凸緣旋轉。第一、第二、第三和第四感光體121C、121M、121Y和121BK通過第一轉印輥144、145、146和147與圖像轉印帶141接觸，以在恆定的壓力下形成輥隙(nip)，並在接收從驅動電機(未示出)傳輸來的動力的齒輪系(未示出)的作用下順時針旋轉。
在第一、第二、第三和第四感光體121C、121M、121Y和121BK的附近分別設置第一、第二、第三和第四充電單元123C、123M、123Y和123BK；第一、第二、第三和第四顯影裝置125C、125M、125Y和125BK；第一、第二、第三和第四擦除單元122C、122M、122Y和122BK；以及第一、第二、第三和第四清潔單元127C、127M、127Y和127BK。
每個第一、第二、第三和第四充電單元123C、123M、123Y和123BK均設置有導電輥。第一、第二、第三和第四充電單元123C、123M、123Y和123BK的表面分別與相應的第一、第二、第三和第四感光體121C、121M、121Y和121BK的表面接觸。在控制單元(未示出)的控制下，固定的充電偏壓從充電偏壓電源單元(未示出)施加到導電輥，以在相應的第一、第二、第三和第四感光體121C、121M、121Y和121BK的表面上形成固定的充電電勢。
第一、第二、第三和第四顯影裝置125C、125M、125Y和125BK分別將相應顏色的顯影劑附著在其上形成有靜電潛像的相應的第一、第二、第三和第四感光體121C、121M、121Y和121BK的表面上，以將這些靜電潛像顯影成可見的顯影劑圖像。每個第一、第二、第三和第四顯影裝置125C、125M、125Y和125BK均設置有顯影劑容納部件126、顯影輥130和顯影劑供應輥128。
顯影劑存儲部件126存儲具有一定極性的青色(C)、品紅色(M)、黃色(Y)和黑色(BK)的顯影劑，例如調色劑。
顯影輥130將顯影劑附著在通過LSU 200而形成在第一、第二、第三或第四感光體121C、121M、121Y或121BK的表面上的靜電潛像上，以顯影該靜電潛像，並在與相應的第一、第二、第三或第四感光體121C、121M、121Y或121BK接合的同時進行旋轉。顯影輥130接觸第一、第二、第三或第四感光體121C、121M、121Y或121BK的表面，並彼此分離固定的間隔，並且在與驅動感光體121C、121M、121Y和121BK的齒輪系連接的動力傳輸齒輪(未示出)的作用下順時針旋轉。比顯影劑供應輥128的偏壓低的固定顯影偏壓在控制單元的控制下從顯影偏壓電源單元(未示出)施加到顯影輥130。
顯影劑供應輥128利用顯影劑供應輥128與顯影輥130之間的電勢差將顯影劑供應給顯影輥130。顯影劑供應輥的表面與顯影輥130一側的底面接觸，以在其間形成輥隙。青色(C)、品紅色(M)、黃色(Y)和黑色(BK)的顯影劑由攪拌輥129傳送到顯影器內形成在顯影劑供應輥128與顯影輥130的底面之間的空間中。
此外，比顯影劑供應輥130的偏壓高的固定的顯影劑供應偏壓在控制單元的控制下從顯影偏壓電源單元(未示出)施加到顯影劑供應輥128。因此，形成在顯影劑供應輥128與顯影輥130的底面之間的空間內的顯影劑在接收到由顯影劑供應輥128注入的電荷時被充電，並附著到電勢相對較低的顯影輥130的表面上，然後運動到顯影劑供應輥128與顯影輥130之間形成的輥隙中。
每個擦除單元122C、122M、122Y和122BK均具有擦除燈，用於擦除在第一、第二、第三或第四感光體121C、121M、121Y或121BK的表面上所充的充電電勢。
每個第一、第二、第三和第四清潔單元127C、127M、127Y和127BK均具有用於感光體的清潔刮板131和感光體廢顯影劑接收單元132，用於在第一、第二、第三和第四感光體121C、121M、121Y和121BK旋轉一個周期之後清除殘留在相應的第一、第二、第三或第四感光體121C、121M、121Y或121BK的表面上的殘餘顯影劑。
用於感光體的清潔刮板131安裝成在基本恆定的壓力下與相應的第一、第二、第三或第四感光體121C、121M、121Y或121BK的表面接觸。
用於感光體的廢顯影劑接收單元132存儲由用於感光體的清潔刮板131從相應的感光體121C、121M、121Y或121BK上清除下來的廢顯影劑。用於感光體的廢顯影劑接收單元132具有用隔壁(未示出)分隔開的相應的第一、第二、第三或第四充電單元123C、123M、123Y或123BK以及相應的第一、第二、第三和第四擦除單元122C、122M、122Y和122BK。
第一、第二、第三和第四感光單元121C、121M、121Y和121BK；第一、第二、第三和第四充電單元123C、123M、123Y和123BK；第一、第二、第三和第四顯影裝置125C、125M、125Y和125BK；第一、第二、第三和第四擦除單元122C、122M、122Y和122BK；以及第一、第二、第三和第四清潔單元127C、127M、127Y和127BK在主體中分別被模塊化成為附接到裝置主體101或與裝置主體101分開的四個處理盒。
LSU 200設置在模塊化的四個處理盒下面。
LSU 200根據從計算機、掃描儀等輸入的圖像信號，將雷射束照射在被第一、第二、第三和第四充電單元123C、123M、123Y和123BK充電到固定電勢的第一、第二、第三和第四感光體121C、121M、121Y和121BK的表面上，然後以低於充電電勢的固定電勢形成具有低電勢部分的靜電潛像。
LSU 200包括安裝到光學盒210的第一和第二掃描光學系統230和280。
如圖4A和4B所示，第一掃描光學系統230根據圖像信號在第一和第三感光體121C和121Y的表面上形成靜電潛像。第一掃描光學系統230包括第一和第二半導體雷射器231和233、第一和第二準直透鏡235和237、第一和第二柱面鏡240和242、第一光學偏轉器247、第一和第二掃描或F-θ透鏡250和252、第一和第二反射鏡255和257(圖4B中的點劃線)。
第一掃描光學系統230設置成，第一、第二、第三和第四感光體121C、121M、121Y和121BK中三個相鄰感光體的中心之間的間隔(2×P)變得大於從第一平面249到感光體121C、121M、121Y和121BK的距離(L)，其中在第一平面249上設置有第一掃描光學系統的元件(其中有第一光學偏轉器247)，如下式2×P＞L……(1)
第一和第二半導體雷射器231和233用作光束源，發射含有圖像信號的雷射束。第一和第二半導體雷射器231和233設置在基本垂直於光學盒210安裝的印刷電路板234上，彼此分開固定間隔。每個第一和第二半導體雷射器231和233均具有一個雷射二極體(LD)。或者，每個第一和第二半導體雷射器231和233具有多個LD。
第一和第二準直透鏡235和237使從第一和第二LD 231和233發射的雷射束成為基本平行於光軸的光束。第一和第二準直透鏡235和237分別用固定架236和238固定到光學盒210。
第一和第二柱面鏡240和242使從第一和第二準直透鏡235和237發射的基本平行的光束成為基本平行於副掃描方向的線性光束。第一和第二柱面鏡240和242分別用固定架241和243固定到光學盒210。
透過第一和第二柱面鏡240和242的各水平線性光束通過第一和第二入射角校正鏡244和245入射到第一光學偏轉器247中以形成角度(A)，如下面詳細的描述。
第一光學偏轉器247具有第一多面鏡248和第一掃描電機350。
第一多面鏡248以恆定的線速度同時偏轉透過第一和第二柱面鏡240和242的水平線性光束。為了提高列印速度，第一多面鏡248具有例如六個反射表面，並且外徑小於約40mm。第一掃描電機350設置在第一多面鏡248底部的下面，以使第一多面鏡248以基本恆定的線速度旋轉，如圖4A所示。
如圖4B所示，為了使透過第一和第二柱面鏡240和242的水平線性光束偏轉成相對於主掃描方向的平面基本上相互對稱，水平線性光束經由第一和第二入射角校正鏡244和245入射在第一多面鏡248上的入射角之間的角度(A)設定為第一多面鏡248的一個反射表面248a的角度的大約兩倍，如下式A＝(360/N)×2 ……(2)其中N是第一多面鏡248的反射表面248a的數量。
也就是說，如果反射表面248a的數量是6，如圖4B的示例性實施例的第一多面鏡248所示，則水平線性光束經由第一入射角校正鏡244和第二入射角校正鏡245入射在第一多面鏡248上的入射角之間的角度(A)是120度。
第一掃描透鏡250和第二掃描透鏡252分別用固定架251和253固定到光學盒210。
每個第一和第二掃描透鏡250和252均形成為相對於光軸具有恆定折射率的一片塑料非對稱球面透鏡，以減少元件的數量並使LSU 200的尺寸最小。
在折射沿主掃描方向從多面鏡248反射的雷射束並校正從多面鏡248反射的雷射束的像差之後，第一掃描透鏡250和第二掃描透鏡252分別對第一感光體121C和第三感光體121Y的表面調整焦距，上述表面是要被掃描的表面。
第一反射鏡255和第二反射鏡257反射沿某一方向從F-θ透鏡125透過第一掃描透鏡250和第二掃描透鏡252的雷射束，以在第一感光體121C和第三感光體121Y的表面上掃描雷射束。第一反射鏡255和第二反射鏡257分別用固定架256和258(圖4A)支撐到光學盒210。
第一水平同步反射鏡259和第二水平同步反射鏡260將透過第一掃描透鏡250和第二掃描透鏡252的雷射束沿水平方向反射到第一同步信號檢測傳感器261和第二同步信號檢測傳感器262。第一水平同步反射鏡259和第二水平同步反射鏡260分別用固定架259a和260a支撐到光學盒210。
第一同步信號檢測傳感器261和第二同步信號檢測傳感器262分別用固定架261a和262a固定到光學盒210。第一同步信號檢測傳感器261和第二同步信號檢測傳感器262接收從第一同步反射鏡259和第二同步反射鏡260反射的雷射束，然後將檢測信號輸出到安裝在印刷電路板234或單獨的印刷電路板(未示出)上的LSU控制電路(未示出)。從第一同步信號檢測傳感器261和第二同步信號檢測傳感器262輸出的檢測信號用於通過LSU控制電路調節第一半導體雷射器231和第二半導體雷射器232的掃描同步。
根據第一多面鏡248的表面角度，從第一多面鏡248以某一角度反射的雷射束沿主掃描方向入射到第一感光體121C和第三感光體121Y的表面上，從而在第一感光體121C和第三感光體121Y的表面上形成一定顏色(即，青色(C)和黃色(Y))的靜電潛像。在第一感光體121C和第三感光體121Y旋轉的同時，對應於視頻信號的多根掃描線沿與主掃描方向相交成直角的副掃描方向形成。
這時，第一同步信號檢測傳感器261和第二同步信號檢測傳感器262分別接收從第一水平同步反射鏡259和第二水平同步反射鏡260反射的雷射束，並將檢測信號輸出到LSU控制電路。此外，LSU控制電路根據檢測信號調整第一半導體雷射器231和第二半導體雷射器233的水平同步，使得每根掃描線的開始點基本保持不變。
第二掃描光學系統280根據圖像信號在第二感光體121M和第四感光體121BK的表面上形成靜電潛像。第二掃描光學系統280包括第三半導體雷射器281和第四半導體雷射器283、第三準直透鏡285和第四準直透鏡287、第三柱面鏡290和第四柱面鏡292、第二光學偏轉器297、第三掃描透鏡300和第四掃描透鏡302、第三反射鏡305和第四反射鏡306、第三入射角校正鏡294和第四入射角校正鏡295、以及第三水平同步反射鏡309和第四水平同步反射鏡310。
第二掃描光學系統280的部件的構造基本上與第一掃描光學系統230的相同。
但是，如圖4A所示，第二掃描光學系統280設置在第二平面中，在第二平面上，第二光學偏轉器297、第三掃描透鏡300和第四掃描透鏡302、以及第三反射鏡305和第四反射鏡306沿主掃描方向與第一平面相互分開固定的間隔，以減小LSU 200的寬度。
此外，第二掃描光學系統280設置成，第一、第二、第三和第四感光體121C、121M、121Y和121BK中三個相鄰感光體的中心之間的間隔(2×P)變得大於第一光學偏轉器247和第二光學偏轉器297的中心之間的間隔(C)，如下式2×P＞C ……(3)此外，第二掃描光學系統280還包括用於改變光路的第一光路改變反射鏡313和第二光路改變反射鏡315。第一光路改變反射鏡313和第二光路改變反射鏡315使相鄰的第三和第四感光體121Y和121BK的中心之間的間隔(P)基本上與其它的第一、第二和第三感光體121C、121M和121Y的中心之間的間隔相同。
如上所述，本發明示例性實施例的LSU 200使分別設置在平面249和308上的第一和第二掃描光學系統230和280的第一和第二光學偏轉器247和297彼此不同，從而不僅減小了LSU 200的整個寬度，而且減小了LSU與感光體121C、121M、121Y和121BK之間的間隔。因此，由於這些原因，可以減小LSU 200的尺寸和印表機100的尺寸。
此外，在本發明示例性實施例的LSU 100中，第一掃描光學系統230和第二掃描光學系統280的第一、第二、第三和第四反射鏡255、257、305和306中每一個均設置在一片第一、第二、第三或第四掃描透鏡250、252、300或302與第一、第二、第三或第四感光體121C、121M、121Y或121BK之間，從而使因反射鏡255、257、305和306的表面精度造成的圖像質量下降最小化。
此外，本發明示例性實施例的LSU 100設置成，從第一掃描光學系統230的第一半導體雷射器231和第二半導體雷射器233以及第二掃描光學系統280的第三半導體雷射器281和第四半導體雷射器283分別入射到第一光學偏轉器247和第二光學偏轉器297中的雷射束的入射角之間的角度(A)設定為變成第一光學偏轉器247和第二光學偏轉器297的第一多面鏡248和第二多面鏡298的一個反射表面248a和298a之間的角度的約兩倍大，並且通過在第一、第二、第三和第四柱面鏡240、242、290和292與第一和第二光學偏轉器247和297之間分別設置第一、第二、第三和第四入射角校正鏡244、245、294和295，第一、第二、第三和第四半導體雷射器231、233、281和283的掃描方向設置角度基本上相互平行，從而簡化了結構，進而提高了生產率。
再參照圖3，轉印單元140將形成在第一、第二、第三和第四感光體121C、121M、121Y和121BK的表面上的顯影劑圖像轉印到圖像接收介質(S)上。轉印單元140設置有圖像轉印帶141、四個第一轉印輥144、145、146和147以及第二轉印輥149。
圖像轉印帶141將形成在第一、第二、第三和第四感光體121C、121M、121Y和121BK的表面上的顯影劑圖像傳送到圖像接收介質(S)。圖像轉印帶141安裝成，使得轉印輥141可以在驅動輥143和從動輥144的作用下沿介質傳送方向(圖3中逆時針方向)旋轉。
有機光電導層塗敷在圖像轉印帶141的表面上，使得形成在第一、第二、第三和第四感光體121C、121M、121Y和121BK的表面上的顯影劑圖像可以被轉印到其上。
第一轉印輥144、145、146和147分別設置成相對於相應的第一、第二、第三或第四感光體121C、121M、121Y或121BK在圖像轉印帶141的內側以基本恆定的壓力對圖像轉印帶141加壓，從而可以使形成在第一、第二、第三和第四感光體121C、121M、121Y和121BK的表面上的顯影劑圖像轉印到圖像轉印帶141上。此外，受控制單元控制的轉印偏壓電源單元(未示出)將固定的第一轉印偏壓施加給第一轉印輥144、145、146和147。
第二轉印輥149將轉印在圖像轉印帶141上的顯影劑圖像轉印到圖像接收介質(S)上。第二轉印輥149設置成相對於驅動輥143以固定的壓力對圖像接收介質(S)加壓。此外，受控制單元控制的轉印偏壓電源單元將固定的第二轉印偏壓施加給第二轉印輥149。
紙導向單元160具有傳送導向單元161，當圖像接收介質(S)通過供紙單元110的傳送輥116進入轉印單元140時，傳送導向單元161用於將圖像接收介質(S)引導到圖像轉印帶141與第二轉印輥149之間的輥隙中。傳送導向單元161固定到安裝在用於支撐第二轉印輥149的軸149a的移動架150上的固定架上(未示出)。
定影單元180具有加熱輥181和加壓輥183，用於定影轉印在圖像接收介質(S)上的顯影劑圖像。加熱器(未示出)安裝在加熱輥181內，從而藉助高溫熱量將顯影劑圖像定影在圖像接收介質(S)上。加壓輥183安裝成用於由彈性壓力機構(未示出)對圖像接收介質(S)加壓。
排紙單元190具有排紙輥191和支承輥193，用於將顯影劑圖像已定影在其上的圖像接收介質(S)排到排紙盤194中。
清潔單元195設置在圖像轉印帶141的一側，並設置有帶清潔刮板196和帶廢顯影劑接收部件197。
帶清潔刮板196安裝成用於在從動輥144一側以基本恆定的壓力對圖像轉印帶141施加壓力。在旋轉一個周期(迴轉)後，帶清潔刮板196清潔並清除殘留在圖像轉印帶141表面上的廢顯影劑。帶廢顯影劑接收部件197接收並存儲從圖像轉印帶141清除的廢顯影劑。
儘管示出並描述了根據本發明示例性實施例的成像裝置的LSU 200應用於串聯電子照相印表機100，在串聯電子照相印表機100中，形成在第一、第二、第三和第四感光體121C、121M、121Y和121BK的表面上的顯影劑圖像不直接轉印到圖像接收介質(S)上，而是通過圖像轉印帶141轉印到圖像接收介質(S)上，但是本發明不限於這種實施例。即，根據本發明另一示例性實施例的成像裝置的LSU 200可以應用於另一成像裝置，例如串聯彩色成像裝置(未示出)，在串聯彩色成像裝置中，形成在第一、第二、第三和第四感光體121C、121M、121Y和121BK的表面上的顯影劑圖像直接轉印到圖像接收介質(S)上。
此外，儘管示出並描述了根據本發明示例性實施例的成像裝置的LSU200僅應用於在紙的單面進行列印的串聯電子照相印表機100，但顯而易見，LSU 200可以應用於在紙的兩面進行列印的串聯彩色成像裝置(未示出)。
下面參照圖3、4A和4B，詳細描述根據本發明示例性實施例的串聯電子照相印表機100的操作。
首先，當列印指令通過計算機或控制面板輸入時，控制單元根據從外部設備(例如，計算機或掃描儀)輸入的圖像信號將控制信號輸出給LSU控制電路，使得通過第一、第二、第三和第四半導體雷射器231、233、281和283發射雷射束。
通過第一、第二、第三和第四半導體雷射器231、233、281和283發射的雷射束分別通過第一、第二、第三和第四準直透鏡235、237、285和287；第一、第二、第三和第四柱面鏡240、242、290和292；第一和第二光學偏轉器247和297；第一、第二、第三和第四掃描透鏡250、252、300和302；以及第一、第二、第三和第四反射鏡255、257、305和306，然後沿主掃描方向基本同時入射在第一、第二、第三和第四感光體121C、121M、121Y和121BK的表面上。由此，在第一、第二、第三和第四感光體121C、121M、121Y和121BK的表面上形成用於形成青色(C)、品紅色(M)、黃色(Y)和黑色(BK)的顯影劑圖像的靜電潛像。
隨後，形成在第一、第二、第三和第四感光體121C、121M、121Y和121BK的表面上的靜電潛像通過第一、第二、第三和第四顯影裝置125C、125M、125Y和125BK分別顯影成可見圖像，即青色(C)、品紅色(M)、黃色(Y)和黑色(BK)的顯影劑圖像。
當第一、第二、第三和第四感光體121C、121M、121Y和121BK以及圖像轉印帶141旋轉時，形成在第一、第二、第三和第四感光體121C、121M、121Y和121BK的表面上的靜電潛像傳送到第一、第二、第三和第四感光體121C、121M、121Y和121BK與圖像轉印帶141之間的輥隙中，然後藉助固定的壓力以及由第一轉印輥144、145、146和147施加到圖像轉印帶141的第一轉印偏壓而被反覆轉印到圖像轉印帶141上。
在顯影劑圖像被轉印後，第一、第二、第三和第四清潔單元127C、127M、127Y和127BK的清潔刮板131將殘留在第一、第二、第三和第四感光體121C、121M、121Y和121BK的表面上的顯影劑清除。被清除的顯影劑被接收在各感光體的廢顯影劑接收部件132中。然後，調色劑已被清除的第一、第二、第三和第四感光體121C、121M、121Y和121BK分別被第一、第二、第三和第四充電單元123C、123M、123Y和123BK充以固定電勢，以形成接下來的圖像。
堆疊在供紙盒111中的圖像接收介質(S)由拾取輥112一張接一張地順序拾取，然後與圖像信號輸出的時間選擇同步，通過對齊輥114和傳送輥116將其傳送到圖像轉印帶141與第二轉印輥149之間的輥隙中。
當圖像接收介質(S)通過圖像轉印帶141與第二轉印輥149之間的輥隙時，藉助施加給第二轉印輥149的第二轉印偏壓反覆轉印到圖像轉印帶141上的顯影劑圖像被轉印到圖像接收介質S上。
在顯影劑圖像被轉印後，殘留在圖像轉印帶141的表面上的顯影劑由清潔單元195的帶清潔刮板196清除。當圖像轉印帶141旋轉時，被清除的顯影劑被接收在帶廢顯影劑接收部件197中。
然後，當圖像接收介質(S)到達定影單元180時，已轉印在圖像接收介質(S)上的顯影劑圖像藉助由定影單元180的加熱輥181和加壓輥183施加的固定的熱量和壓力被定影為永久圖像。
在顯影劑圖像被定影為永久圖像之後，圖像接收介質(S)被排紙單元190的排紙輥191排到排紙盤194中。
如上所述，在根據本發明示例性實施例的雷射掃描單元和具有該雷射掃描單元的成像裝置中，第一和第二掃描光學系統的第一和第二光學偏轉器分別設置在彼此不同的平面上，從而不僅減小LSU的整體寬度，而且減小感光體與LSU之間的間隔。因此，根據這個原因，可以減小LSU和成像裝置的尺寸。
此外，在根據本發明示例性實施例的雷射掃描單元和具有該雷射掃描單元的成像裝置中，第一和第二掃描光學系統的第一、第二、第三和第四反射鏡分別設置在一片第一、第二、第三和第四掃描透鏡與第一、第二、第三和第四感光體之間，從而減小由於反射鏡的表面精度降低造成的圖像質量下降。
此外，在根據本發明示例性實施例的雷射掃描單元和具有該雷射掃描單元的成像裝置中，LSU構造成，從第一掃描光學系統的第一和第二半導體雷射器以及第二掃描光學系統的第三和第四半導體雷射器分別入射到第一和第二光學偏轉器的雷射束的入射角之間的角度(A)設定為第一和第二光學偏轉器的第一和第二多面鏡的一個反射表面之間的角度的約兩倍大。通過分別將第一、第二、第三和第四入射角校正鏡布置在第一、第二、第三和第四柱面鏡與第一和第二光學偏轉器之間，第一、第二、第三和第四半導體雷射器的掃描方向布置角度基本上相互平行，從而簡化了結構，進而提高了生產率。
雖然已經參照一些示例性實施例示出並描述了本發明，但是本領域技術人員將理解，在不偏離由所附權利要求限定的本發明的精神和範圍的條件下，可以作各種形式和細節上的變化。
權利要求
1.一種雷射掃描單元，包括第一光學系統，其包括第一多個光束源；第一光學偏轉器，用於沿不同方向分別偏轉從所述第一多個光束源發射的光束；第一多個掃描透鏡，用於校正從所述第一光學偏轉器偏轉的光束的誤差；和第一多個反射鏡，用於分別將透過所述第一多個掃描透鏡的光束反射到第一多個待掃描表面；以及第二光學系統，其包括第二多個光束源；第二光學偏轉器，用於沿不同方向分別偏轉從所述第二多個光束源發射的光束；第二多個掃描透鏡，用於校正從所述第二光學偏轉器偏轉的光束的誤差；和第二多個反射鏡，用於分別將透過所述第二多個掃描透鏡的光束反射到第二多個待掃描表面；其中至少所述第一和第二光學系統的所述第一和第二光學偏轉器分別設置在彼此不同的平面上。
2.如權利要求1所述的雷射掃描單元，其中所述第一和第二多個待掃描表面中三個相鄰的待掃描表面的中心之間的間隔(2×P)大於從所述第一與第二光學系統之一到所述待掃描表面的距離(L)和所述第一與第二光學偏轉器的中心之間的間隔(C)中至少一個，其中P是兩個相鄰待掃描表面的中心之間的距離。
3.如權利要求2所述的雷射掃描單元，其中所述第一和第二光學系統中至少之一具有至少一個用於改變光路的光路改變反射鏡，使得所述待掃描表面的中心之間的間隔(P)基本上彼此相同。
4.如權利要求1所述的雷射掃描單元，其中所述第一光學偏轉器沿不同方向基本同時偏轉從所述多個相應的光束源發射的每一光束，使得從所述多個相應的光束源發射的光束到所述第一光學偏轉器的入射角之間的角度(A)為所述第一光學偏轉器的一個分開反射表面的角度的大約兩倍。
5.如權利要求4所述的雷射掃描單元，其中所述第二光學偏轉器沿不同方向基本同時偏轉從所述多個相應的光束源發射的每一光束，使得從所述多個相應的光束源發射的光束到所述第二光學偏轉器的入射角之間的角度(A)為所述第二光學偏轉器的一個分開反射表面的角度的大約兩倍。
6.如權利要求5所述的雷射掃描單元，其中至少一個入射校正鏡設置在所述第一和第二光學系統的多個光束源中每一光束源與所述第一和第二光學偏轉器之間。
7.如權利要求1所述的雷射掃描單元，其中所述第一和第二光學系統的所述第一和第二多個光束源設置成，使得所述第一和第二多個光束源的掃描方向的設置角度基本上相互平行。
8.如權利要求1所述的雷射掃描單元，其中所述第一和第二光學系統的每個所述第一和第二多個光束源具有至少一個光束髮射點。
9.如權利要求1所述的雷射掃描單元，其中所述第一和第二光學系統的每個所述第一和第二多個掃描透鏡包括一片塑料非對稱球面透鏡。
10.一種成像裝置，包括多個感光體，在每個感光體上形成靜電潛像；以及雷射掃描單元，該雷射掃描單元包括第一光學系統，該第一光學系統包括第一多個光束源；第一光學偏轉器，用於沿不同方向分別偏轉從所述第一多個光束源發射的光束；第一多個掃描透鏡，用於校正從所述第一光學偏轉器偏轉的光束的誤差；和第一多個反射鏡，用於分別將透過所述第一多個掃描透鏡的光束反射到所述多個感光體中第一組感光體上；以及第二光學系統，該第二光學系統包括第二多個光束源；第二光學偏轉器，用於沿不同方向分別偏轉從所述第二多個光束源發射的光束；第二多個掃描透鏡，用於校正從所述第二光學偏轉器偏轉的光束的誤差；和第二多個反射鏡，用於分別將透過所述第二多個掃描透鏡的光束反射到所述多個感光體中第二組感光體上；其中至少所述第一和第二光學系統的所述第一和第二光學偏轉器分別設置在彼此不同的平面上。
11.如權利要求10所述的成像裝置，其中所述多個感光體中三個相鄰的感光體的中心之間的間隔(2×P)大於從所述第一與第二光學系統之一到待掃描感光體的距離(L)和所述第一與第二光學偏轉器的中心之間的間隔(C)中至少一個，其中P是兩個相鄰感光體的中心之間的距離。
12.如權利要求11所述的成像裝置，其中所述第一和第二光學系統中至少之一具有至少一個用於改變光路的光路改變反射鏡，使得所述待掃描表面的中心之間的間隔(P)基本上彼此相同。
13.如權利要求10所述的成像裝置，其中所述第一光學偏轉器沿不同方向基本同時偏轉從所述第一多個相應的光束源發射的每一光束，使得從所述第一多個相應的光束源發射的光束到所述第一光學偏轉器的入射角之間的角度(A)為所述第一光學偏轉器的一個分開反射表面的角度的大約兩倍。
14.如權利要求13所述的成像裝置，其中所述第二光學偏轉器沿不同方向基本同時偏轉從所述第二多個相應的光束源發射的每一光束，使得從所述第二多個相應的光束源發射的光束到所述第二光學偏轉器的入射角之間的角度(A)為所述第二光學偏轉器的一個分開反射表面的角度的大約兩倍。
15.如權利要求14所述的成像裝置，其中至少一個入射校正鏡設置在所述第一和第二光學系統的每個第一和第二多個光束源與所述第一和第二光學偏轉器之間。
16.如權利要求10所述的成像裝置，其中所述第一和第二光學系統的所述第一和第二多個光束源設置成，使得所述第一和第二多個光束源的掃描方向的設置角度基本上相互平行。
17.如權利要求10所述的成像裝置，其中所述第一和第二光學系統的每個所述第一和第二多個光束源具有至少一個光束髮射點。
18.如權利要求10所述的成像裝置，其中所述第一和第二光學系統的每個所述第一和第二多個掃描透鏡具有一片塑料非對稱球面透鏡。
全文摘要
本發明公開了一種雷射掃描單元和具有該雷射掃描單元的成像裝置。雷射掃描單元包括具有多個光束源的第一光學系統。第一光學偏轉器沿不同方向分別偏轉從光束源發射的光束。多個掃描透鏡校正從第一光學偏轉器偏轉的光束的誤差。多個反射鏡分別將透過掃描透鏡的光束反射到多個待掃描表面。第二光學系統具有多個光束源。第二光學偏轉器沿不同方向分別偏轉從第二光學系統的光束源發射的光束。多個掃描透鏡校正從第二光學偏轉器偏轉的光束的誤差。多個反射鏡分別將透過掃描透鏡的光束反射到多個待掃描表面。至少第一和第二光學系統的第一和第二光學偏轉器分別設置在彼此不同的平面上。
文檔編號G03G15/00GK1896795SQ20061010640
公開日2007年1月17日 申請日期2006年7月14日 優先權日2005年7月14日
發明者金亨洙, 張京男 申請人:三星電子株式會社